package com.homework;

import java.util.Arrays;

/**
 * Created with IntelliJ IDEA.
 * Description:
 * User: ws
 * Date: 2023-01-13
 * Time: 21:26
 */
public class PriorityQueue {
    public int[] elem;
    public int usedSize;

    public PriorityQueue() {
        //初始化数组
        elem = new int[10];
    }

    /**
     * 建堆的时间复杂度：
     *
     * @param array
     */
    public void createHeap(int[] array) {
        System.arraycopy(array, 0, elem, 0, array.length);
        usedSize = array.length;
        for (int i = usedSize / 2 - 1; i >= 0 ; i--) {//最后一层为叶子结点，不是堆，所以从倒数第二层开始
            shiftDown(i, usedSize);
        }
    }

    /**
     *
     * @param root 是每棵子树的根节点的下标
     * @param len  是每棵子树调整结束的结束条件
     * 向下调整的时间复杂度：O(logn)
     */
    private void shiftDown(int root,int len) {
        int parent = root;
        int child = 2 * parent + 1;
        while (child < len) {
            if (child + 1 < len && elem[child] < elem[child + 1]) {
                child++;
            }
            if (elem[parent] < elem[child]) {
                int temp = elem[child];
                elem[child] = elem[parent];
                elem[parent] = temp;
                //此时parent和其左右结点(总共3个)已经是大根堆
                //但由于交换过值，所以交换的那个结点可能不再是大根堆
                //所以需要将那个结点在判断调整
                parent = child;//改变的结点，变为父节点调整
                child = 2 * parent + 1;//孩子结点
            } else {//没有交换，说明该节点及其子树全部满足大根堆
                break;//直接结束
            }
        }
    }


    /**
     * 入队：仍然要保持是大根堆
     * @param val
     */
    public void push(int val) {
        if (isFull()) {
            elem = Arrays.copyOf(elem, 2 * elem.length);
        }
        elem[usedSize] = val;
        shiftUp(usedSize);//向上调整为大根堆
        usedSize++;
    }

    /**
     * 每次添加元素之前，该树已经为大根堆，所以push后仅需比较该孩子和父亲的大小
     * 调整这一条路上的各个结点
     * @param child
     */
    private void shiftUp(int child) {
        int parent = (child - 1) / 2;
        while (child > 0) {
            if (elem[child] > elem[parent]) {
                int temp = elem[child];
                elem[child] = elem[parent];
                elem[parent] = temp;
                child = parent;
                parent = (child - 1) / 2;
            } else {
                break;
            }
        }
    }

    public boolean isFull() {
        return usedSize == elem.length;
    }

    /**
     * 出队【删除】：每次删除的都是优先级高的元素
     * 仍然要保持是大根堆
     */
    public void pollHeap() {
        if (isEmpty()) {
            throw new RuntimeException("null");
        }
        //每次删除都是用堆尾覆盖堆顶元素
        elem[0] = elem[usedSize - 1];
        elem[usedSize - 1] = 0;
        usedSize--;
        shiftDown(0, usedSize);//重新调整为大根堆
    }

    public boolean isEmpty() {
        return usedSize == 0;
    }

    /**
     * 获取堆顶元素
     * @return
     */
    public int peekHeap() {
        if (isEmpty()) {
            throw new RuntimeException("空！");
        }
        return elem[0];
    }
}
